基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液体压力能回收技术领域，尤其涉及一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法。
【背景技术】
[0002]反渗透海水淡化、苦咸水淡化、合成氨等众多领域普遍存在高压液体直接排放或节流处理的现象，因其未利用高压的液体的压力能而造成巨大的能源浪费，导致系统能耗大幅增加，如反渗透海水淡化的操作压力为6?8MPa，从反渗透膜排出的高压浓盐水压力仍高达5?6.5MPa，将其直接排放造成的损失约占系统治水成本的30?50 %、运行费用的75%。这种情况可通过该种压力能回收方法循环利用，降低系统能耗。
[0003]早期的压力能回收方法利用所排放的高压液体驱动水力透平旋转，再通过水力透平增压低压液体，实现了压力能从高压液体到低压液体的转移，但由于该种方法存在能量的转换，因此回收效率普遍不高。
[0004]目前最先进的回收方法利用液体的不可压缩性，通过高低压液体的直接接触完成压力能从高压液体到低压液体的转移，压力能回收效率一般在90%以上。该种方法虽然效率高，但由于该种回收方法对压力能回收装置的要求较高，回收系统往往十分复杂、系统控制难度大、运行噪声大、可靠性低。鉴于此，本发明提出了一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，能克服现有压力能回收方法存在的系统复杂、控制难度大、运行噪声大、可靠性低等问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，是通过第一切换器、第二切换器以及用于连通所述第一切换器和第二切换器的管路组配合使用来实现的；
[0009]所述第一切换器和第二切换器均包括外壳和异形轴，所述外壳为一个空心的圆柱腔，所述异形轴可旋转的装配于外壳内，以使所述外壳内空心圆柱腔形成两个相互隔离的空腔，外壳的其中一个所述空腔的侧壁上设有第一密封孔、第三密封孔和第一连接孔，另一个所述空腔的侧壁上设有第二密封孔、第四密封孔和第二连接孔，所述第一密封孔、第三密封孔同轴，第二密封孔、第四密封孔同轴，第一密封孔的轴线与第二密封孔的轴线互相平行，且与外壳的轴线在同一平面，所述第一连接孔和第二连接孔均用于将所述第一切换器和第二切换器对应连通，第一连接孔和第二连接孔的轴线互相平行，且与第一密封孔的轴线相差90°，第一连接孔和第二连接孔在第一密封孔轴线与第二密封孔轴线构成的平面的同侧，所述外壳的两个端面的中心还分别开有第一轴孔和第二轴孔；
[0010]所述第一密封孔、第二密封孔、第三密封孔和第四密封孔均包括孔套、密封圆柱和弹簧，所述密封圆柱通过弹簧套装于孔套内，且能在孔套中通过压缩所述弹簧进行往复运动；
[0011 ]所述的孔套为圆柱形空腔，其一个端面全开，另一个端面的中心开有液体管孔，该端面在空腔内侧还开有孔套环形凹槽，所述孔套环形凹槽与孔套同轴设置，沿所述孔套环形凹槽圆周向的中心线上布置有孔套弹簧座，所述液体管孔与孔套环形凹槽之间形成环形密封面，所述孔套的侧面还开有径向通孔；
[0012]所述密封圆柱的一个端面上开有与所述孔套环形凹槽对应设置的密封圆柱环形凹槽，所述密封圆柱环形凹槽与密封圆柱同轴设置，所述密封圆柱环形凹槽圆周向的中心线上布置有与所述孔套弹簧座对应设置的密封圆柱弹簧座，所述密封圆柱环形凹槽内设有圆形密封面，所述密封圆柱在孔套中进行往复运动时，通过压缩所述弹簧能使得所述环形密封面与圆形密封面接触实现端面密封；
[0013]所述的异形轴的中部布置有用于将所述外壳内隔离为两个空腔的隔离圆柱，在所述隔离圆柱的两侧分别设置第一切换轴与第二切换轴，所述第一切换轴与第二切换轴均由半圆柱与半椭圆柱径向连接构成，所述半圆柱的直径等于半椭圆柱的短轴长度，所述半圆柱轴向截面的圆心和所述半椭圆柱轴向截面的圆心重合，且同时位于第一切换轴和第二切换周的轴线上，所述第一切换轴与第二切换轴的相位相差180°，且所述第一切换轴与第二切换轴均与隔离圆柱同轴设置;所述第一切换轴和第二切换轴的端面中心处分别布置有第一固定轴和第二固定轴，所述第一固定轴和第二固定轴能分别装配于所述第一轴孔和第二轴孔内；
[0014]所述管路组包括第一连接管路和第二连接管路，所述第一切换器的第一连接孔通过第一连接管路与第二切换器的第一连接孔连通，所述第一切换器的第二连接孔通过第二连接管路与第二切换器的第二连接孔连通；
[0015]将所述第三密封孔上的密封圆柱与第一切换轴上半椭圆柱距轴线最远侧面接触作为所述异形轴的初始位置，此时所述第一切换器的第一密封孔、第四密封孔打开，第二密封孔、第三密封孔关闭，第二切换器的第一密封孔、第四密封孔打开，第二密封孔、第三密封孔关闭；
[0016]将所述第一密封孔上的密封圆柱与第一切换轴上半椭圆柱距轴线最远侧面接触作为异形轴旋转180°的位置，此时所述第一切换器的第二密封孔、第三密封孔打开，第一密封孔、第四密封孔关闭，第二切换器的第二密封孔、第三密封孔打开，第一密封孔、第四密封孔关闭；
[0017]所述第一切换器和第二切换器沿轴线方向上的两个密封孔分别由三通连接，第一切换器的一个三通流入具有压力能的高压回收液，另一个流入的是需要加压的低压液;第二切换器的一个三通流出具有压力能的高压回收液泄压后的低压液，另一个流出的是需要加压的低压液加压后的高压液；
[0018]该液体压力能回收方法包括如下步骤:
[0019]S1、将所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴均设置为初始状态；
[0020]S2、将具有压力能的高压回收液从所述第一密封孔通入第一切换器，然后通过所述第一连接孔进入第一连接管路，然后通过所述第二切换器的第一连接孔进入第二切换器，最后从第二切换器的第一密封孔流出第二切换器；
[0021]同时，将需要加压的低压液从所述第四密封孔通入第一切换器，然后通过所述第二连接孔进入第二连接管路，然后通过所述第二切换器的第二连接孔进入第二切换器，最后从所述第二切换器的第四密封孔流出第二切换器；
[0022]S3、同步驱动所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴旋转180°，此时所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴同时处于旋转180°的位置后，静止；
[0023]S4、将所述具有压力能的高压回收液通过第二密封孔通入第一切换器，通过所述第二连接孔进入第二连接管路，所述具有压力能的高压回收液将步骤S2中所述的第二连接管路中充满的需要加压的低压液压缩，使所述第二连接管路中充满的需要加压的低压液增压；
[0024]同时，将所述需要加压的低压液通过第三密封孔3通入第一切换器，通过所述第一连接孔进入第一连接管路，所述需要加压的低压液将步骤S2中所述的第一连接管路中充满的具有压力能的高压回收液泄压后的低压液压缩驱替，以使所述具有压力能的高压回收液泄压后的低压液不断离开第二切换器；
[0025]S5、所述需要加压的低压液加压后形成的高压液通过第二切换器的第二连接孔进入第二切换器，从第二切换器的第二密封孔流出第二切换器；
[0026]被驱替的所述具有压力能的高压回收液泄压后的低压液通过第二切换器的第一连接孔进入第二切换器，从所述第二切换器的第三密封孔流出第二切换器；
[0027]S6、同步驱动所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴旋转180°，此时所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴同时回到初始位置后，静止，重复步骤S2?S5;
[0028]S7、压缩完毕时，停止所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴的旋转，清空所述第一切换器和第二切换器，关闭该液体压力能回收装置。
[0029]进一步的，所述外壳的内径与所述隔离圆柱的直径相等。
[0030]进一步的，所述密封圆柱的直径与孔套的内径相等，所述密封圆柱的轴向长度大于孔套内腔的轴向长度。
[0031]进一步的，所述环形密封面与圆形密封面同时设置为平面或同时设置为锥平面。
[0032]进一步的，所述第一切换轴与第二切换轴的尺寸相等。
[0033]进一步的，所述第一固定轴与电动机的输出轴连接，带动异形轴在外壳内旋转。